Татьяна Евгеньевна Самойлова родилась 4 мая 1934 года в Ленинграде, в семье известного советского актера Евгения Самойлова.
В 1937 году семья переехала в Москву.
В школьные годы Татьяна занималась балетом, окончила балетную студию при МАМТ имени К.С. Станиславского и Вл.И. Немировича-Данченко и даже была приглашена учиться в балетную школу при Большом театре, но тяга к драматическому театру оказалась сильнее. Ведь девочка, воспитанная на фильмах и спектаклях отца, всегда хотела стать только актрисой.
В 1953 году Самойлова поступила в Щукинское училище, где проучилась до 1956 года. Еще будучи студенткой она дебютировала в кино, сыграв роль в картине «Мексиканец» . После окончания учебы юная актриса снялась в фильме «Летят журавли» , который стал для нее «звездным» .
В 1958 году на Каннском кинофестивале фильм получил Золотую пальмовую ветвь, актрису наградили дипломом за лучшую женскую роль и премией жюри «Апельсиновое дерево» .
Она стала звездой советского экрана.Приехав с фестиваля, Татьяна Самойлова поступила в Государственный институт театрального искусства в Москве. Работала в Театре им. Маяковского, а потом в Театре им. Вахтангова (до 1960 года).После картины «Летят журавли» Татьяна сыграла лишь в нескольких картинах - «Неотправленное письмо» (1959), «Леон Гаррос ищет друга» (1960), «Альба Регия» (1961), «Они шли на Восток» (1960) - и пропала с экранов. Второй раз о ней заговорили после выхода фильма А.Зархи «Анна Каренина» , с Самойловой в главной роли.Затем вышло еще несколько фильмов с ее участием, но с середины 1970-х годов Самойлова перестала сниматься совсем.
И только в 1999 году снялась в картине «Двадцать четыре» .
В новом тысячелетии актриса вновь появилась на экране, снявшись в фильмах - «Московская сага» , «Сен-Жермен» , «Далеко от Сансет бульвара» , «Нирвана» .
Но особенно яркой стала ее работа в картине «Нет смерти для меня» , в которой актриса рассказывает о своей жизни, об одиночестве последних лет и разлуке с сыном.Татьяна Евгеньевна была замужем четыре раза, ее единственный сын — Дмитрий, который сейчас живет в США.Народная артистка России, Заслуженная артистка РСФСР, кавалер орденов Почета и «Знак Почета» , лауреат премии Национальной академии кинематографических наук «Золотой Орел» - Татьяна Евгеньевна Самойлова скончалась в Москве в ночь с 4 на 5 мая 2014 года.